Dalla Sapienza primi microrobot programmabili con la luce
Un nuovo studio coordinato dal Dipartimento di Fisica della Sapienza Università di Roma rivela la possibilità di avere microrobot programmabili con la luce, da muovere e utilizzare in campo biomedico e diagnostico. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Advanced Functional Materials.
L’intelligenza artificiale ha raggiunto un livello di prestazioni tale da poter sostituire l’attività umana in un’ampia gamma di lavori, dalle catene di montaggio ai laboratori di ricerca biomedica. In quest’ultimo campo negli ultimi anni si è assistito a un grande sforzo verso la miniaturizzazione dei processi mediante strumenti avanzati, specifici per la diagnostica e la terapia a livello delle singole cellule.
Parallelamente le moderne tecniche di microfabbricazione consentono di costruire complessi meccanismi tridimensionali di dimensioni confrontabili con quelle cellulari. Tuttavia, oltre a un telaio meccanico, un microrobot ha bisogno di motori controllabili in modo indipendente per poter eseguire un compito complesso.
Un nuovo studio, coordinato dal Dipartimento di Fisica della Sapienza, dimostra la possibilità di creare robot bioibridi e di programmarne il movimento mediante luce strutturata.
Dalla combinazione di esperimenti e modelli matematici è emerso che, non solo questi microrobot possono sfruttare il nuoto dei batteri per muoversi, ma che il loro movimento può essere controllato a distanza sfruttando delle specifiche proteine che agiscono come nano pannelli solari.
“I nostri microrobot– spiega Nicola Pellicciotta della Sapienza – somigliano a dei carri armati microscopici, che al posto dei cingoli hanno due unità propulsive alimentate dalla rotazione di flagelli batterici. La velocità di rotazione può essere controllata dalla luce grazie a modifiche genetiche. In questo modo siamo riusciti a controllare la direzione del movimento di questi microbot illuminando le due unità propulsive con luce di diversa intensità.”
“Come nei magazzini di Amazon – aggiunge Roberto Di Leonardo della Sapienza – centinaia di questi microrobot potrebbero un giorno navigare all’interno di un micro-deposito dove gli articoli da organizzare e distribuire sono le singole cellule in un campione biologico.”
La ricerca apre la strada alla possibilità di utilizzare i microbot all’interno di laboratori biomedici miniaturizzati e in particolare nei compiti di organizzazione e trasporto di singole cellule in vitro.
Riferimenti:
Light Controlled Biohybrid Microbots, Nicola Pellicciotta, Ojus Satish Bagal, Viridiana Carmona Sosa, Giacomo Frangipane, Gaszton Vizsnyiczai, Roberto Di Leonardo, Advanced Functional Materials, 2023, DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.202214801
Testo e immagine dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma